隧道渗漏水治理先进工艺 (盾构管片渗漏水堵漏方案)

隧道工程渗漏水检测与治理,隧道渗漏水处理方法有几种

随着城市化建设的不断发展和进步,下穿隧道建设在社会发展中得到了极为广泛的应用。下穿隧道质量是关系其正常使用功能的关键,这其中渗漏水又是影响隧道质量、威胁运营安全的重要因素,极容易成为广大市民关注的焦点,加之治理难度大、易反复,给建设、施工、运维等各方带来不小的压力。如果任由其长期渗漏,会影响隧道正常使用,缩短结构的使用寿命,且水土流失和地下水位变化会造成不均匀沉降,严重者,可能造成灾难性的事故。在所有城市下穿隧道中,因水下存在高水压,水下超大直径盾构隧道(一般为江底、海底、湖底、河底隧道)的施工难度最大。遇到渗漏水,处理起来极其不易。

中科康泰以28年来的地下工程堵漏加固技术,总结出一套以7项国家发明专利为支撑的水下超大直径盾构隧道渗漏综合整治自主核心技术,可以对江底、海底、湖底等水下超大直径盾构隧道渗漏疑难问题进行快速、高效、优质地堵漏施工,确保一次治理,根本解决。

缺陷的调查和检测

第一步

了解工程概述及防排水设计,细部防水构造、工程结构的开工、贯通及完工时间等进度情况

第二步

查阅结构图纸的防水板(布)铺设情况,衬砌厚度、其他相邻和关联结构的施工情况、结构的检测资料

第三步

调查结构的周边围岩情况、水质PH值,水系情况

第四步

对其他缺陷整改施工队伍所使用的材料、工艺情况了解

第五步

为了了解现场具体情况,安排专项检测人员深入现场检查漏水情况,对漏水情况进行等级划分,分为特别严重、较为严重以及建议处理三个等级。

第六步

根据各项检测数据,召开相关地下工程专业专家进行风险评估及缺陷等级评定

中科康泰发明的公路隧道病害集成检测车,设计采用非接触性;在检测过程中检测设备无需与隧道二次衬砌表面密贴,由于隧道内的环境比较复杂,管线、设备多,因此检测设备距离衬砌表面有一定的距离能够有效提高检测速度,可以降低工人的劳动强度, 具有检测方式更为精细、可灵活调节作业位置、稳定性高等优势。

盾构管片拼接缝缺陷治理

第一步

为了保证化学灌浆的压力效果,首先在渗漏水部位两端各延长20~50cm位置钻孔设立隔离柱,用切割机清理渗漏水缝部位的两内侧。

第二步

用快速封堵材料对渗漏水缝部位底部进行封堵,用Φ14mm钻头钻孔,安装注浆嘴。

第三步

通过已安装好的注浆嘴,采用KT-CSS系列改性环氧树脂材料进行化学灌浆,通过KT-CSS控制灌浆工法,确保注浆饱满度达到95%以上,超过国家规定的85%标准。粘接原来因密封胶失效而形成与结构之间的渗漏缝隙,修复原来密封胶的功能。

第四步

灌浆完成后,待环氧树脂类材料固化后,撤除注浆嘴,清理管片缝内的灰尘,用热吹风对管片缝进行加热升温,然后在管片缝内填塞KT-CSS系列高弹性的非固化橡胶材料。

第五步

在非固化橡胶材料表面涂刷两层KT-CSS系列环氧改性聚硫密封胶和一层玻璃纤维布

隧道工程渗漏水检测与治理,隧道渗漏水处理方法有几种

隧道工程渗漏水检测与治理,隧道渗漏水处理方法有几种

盾构拼接缝渗漏治理原理示意

隧道工程渗漏水检测与治理,隧道渗漏水处理方法有几种

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拼接缝缺陷治理前后效果

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盾构拼接缝渗漏治理采用国家发明专利

《运营期盾构隧道管片接缝渗漏封堵方法和根治维修方法》

盾构管片注浆孔渗漏治理

第一步

采用Φ10mm钻头钻孔,在注浆孔侧边斜向孔位置,贯穿相交到注浆孔,安装注浆嘴。在孔周边钻孔3-4个

第二步

灌浆完成后,待环氧树脂材料固化后,撤除注浆嘴

第三步

通过已安装好的注浆嘴,采用KT-CSS系列改性高渗透环氧树脂材料进行化学灌浆。通过KT-CSS控制灌浆工法,确保注浆饱满度达到95%以上,超过国家规定的85%的标准。确保注浆孔内收缩的砂浆的空隙全部填充进高渗透环氧。使孔内65cm范围内砂浆的饱满度达到90%以上,与结构完全粘接在一起,确保能抗地下水压,不会存在水压大把注浆孔冲开的可能。。

第四步

凿除或电锤、电镐清理注浆孔内砂浆,深度在15cm左右,采用聚合物无收缩微膨胀修补砂浆或环氧砂浆进行填塞,进一步加强注浆孔的封堵,确保注浆孔不被冲开。

隧道工程渗漏水检测与治理,隧道渗漏水处理方法有几种

我们采用的是微损工艺,钻孔直径大小接近铅笔大小

隧道工程渗漏水检测与治理,隧道渗漏水处理方法有几种

隧道工程渗漏水检测与治理,隧道渗漏水处理方法有几种

管片注浆孔处理示意图

盾构管片注浆孔渗漏治理方法获得国家发明专利,以上工法可以同步在管片场地,做同等模拟实验,采用抗渗检测设备,检测不规则裂缝、螺栓孔、注浆孔的抗水压的能力。

盾构隧道渗漏区域壁后注浆

第一步

首先降低隧道涌水量。拧出预留注浆孔的六角螺母,用冲击钻沿预留注浆孔打孔,孔径建议为25mm(封孔器直径为24mm),用机械式封孔器封孔,并安装好注浆管。

第二步

打孔注浆顺序为:按照线路坡度,从高程较高处向高程较低处施工,同一侧注浆孔先注下端孔,依次向上。

第三步

先采用50cm短钻杆钻孔,然后采用1.5m的长钻杆,直至钻通盾构,钻到围岩。对管片结构后面充填灌浆和对松散的围岩进行固结灌浆、帷幕灌浆,减少壁后的空隙和围岩的透水率,采用KT-CSS控制灌浆工法,低压、慢灌、快速固化、间隙性分序的控制灌浆工法,最大注浆压力应小于1.0MPa。

第四步

改性环氧材料注浆孔深约450mm。当注浆压力大于0.5MPa时停止该孔的注浆。

第五步

注浆直至排气孔排出均匀浆液,要求注浆孔和排浆孔均应设置浆液阀,出浆孔应设浆液回浆管,回流浆液流入搅拌料储料桶。当排浆孔无空气流出时,关闭出浆孔阀门稳压慢慢注3min即可停止注浆,待终凝后将闸阀拆除,填塞注浆孔,用堵头封闭,进行防锈处理。

第六步

管片间缝隙出水,用快速封堵材料对缝隙进行临时性封堵,然后再按照管片接缝渗漏水的工艺进行处理。

壁后注浆施工(粗灌) 壁后注浆施工(精灌)

隧道工程渗漏水检测与治理,隧道渗漏水处理方法有几种

盾构隧道渗漏区域壁后注浆前后效果

盾构隧道渗漏区域壁后注浆前后效果

现浇结构变形缝处理

第一步

清理变形缝,深度6-8cm,采用聚合物防水型修补砂浆将变形缝临时封闭或采用遇水膨胀橡胶临时封闭,形成密闭的空间,以便后期注胶的效果。

第二步

在变形缝两侧打孔,钻孔深度到中埋式止水带,采用钻孔深度限位器,按照设计图纸找准中埋止水带的位置,灌注高弹性耐潮湿改性环氧结构胶(KT-CSS-8,专利配方的弹性环氧,延伸率在20%-25%),灌注进钢边止水带和混凝土结构之间的渗水通道。

第三步

待材料固化后,垂直钻孔,采用钻孔限位器,深度到中埋止水带为止,孔径14mm,间距30-50cm,钻孔不打穿中埋止水带。安装注浆嘴,灌注KT-CSS-9019阳离子丁基改性液体橡胶。待固化后,电镐和切割机凿除临时封闭在变形缝的材料,深度为80~100mm,清理内部及变形缝两侧,涂刷改性环氧胶(KT-CSS-1016底涂,一种界面剂材料,专利配方产品),用吹风机加热槽内温度,填塞非固化填塞型密封胶(KT-CSS-1019,专利配方类密封胶),采用棍棒捣实,将密封胶和槽内侧表面压实,确保材料完全与槽密贴,并且加热再压实和压密贴。再刷环氧类专用界面剂(KT-CSS-1016底涂)在槽内侧,配制环氧改性聚硫密封胶,采用刮板涂刮,填平变形缝。变形缝外侧安装W钢带或集水盒。

第四步

在变形缝两侧,钻孔打穿主体结构,采用 φ14mm 钻头,沿变形缝两侧,间距1m左右,安装注浆嘴和闸阀,进行精灌,向壁后灌注超细的水泥基无收缩自流平自密实高强度灌浆材料(2%左右的微膨胀率,其中掺入2%结构自防水母料添加剂、3%水泥基渗透结晶母料添加剂的混合灌浆材料),从下向上,从一侧向另外一侧,注浆压力控制在 0.2~0.3Mpa,最高不超过 0.5Mpa,充填背后存水空腔,把空腔水变成裂隙水,把压力水变成微压力水,把无序水变成有序水,把分散水变成集中水。

第五步

最后对结构后面,再用14毫米的钻头钻透主体结构,再采用高渗透环氧结构胶或进口的韩国耐腐蚀的环氧丙烯酸盐胶进行精细灌浆,需要对结构后面存在的0.2毫米和0.3毫米的空隙进行补充灌浆,提高主体结构后面的防腐和防水等级。

第六步

管片间缝隙出水,用快速封堵材料对缝隙进行临时性封堵,然后再按照管片接缝渗漏水的工艺进行处理。

隧道工程渗漏水检测与治理,隧道渗漏水处理方法有几种

隧道工程渗漏水检测与治理,隧道渗漏水处理方法有几种

现浇结构变形缝处理采用获得国家发明专利工法《震动扰动环境下的地下工程混凝土结构变形缝堵漏方法》,‍材料获得国家发明专利《变形缝伸缩缝专用防水堵漏胶泥》

隧道工程渗漏水检测与治理,隧道渗漏水处理方法有几种

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隧道工程渗漏水检测与治理,隧道渗漏水处理方法有几种

隧道工程渗漏水检测与治理,隧道渗漏水处理方法有几种

变形缝快速堵漏所用液体橡胶

现浇结构不规则裂缝治理

第一步

采用针孔法化学灌浆,灌KT-CSS系列环氧树脂结构胶;对麻面坑洞,凿除松动的部分,并用聚合物修补砂浆或环氧砂浆进行修补。先用切割机沿缝切成‘V’型槽,宽度20mm,深度20mm,并清理干净后嵌填特种胶泥,然后沿着缝的两边,打注浆孔至1/3~1/2处,灌注特种改性韧性的环氧注浆材料,确保灌浆饱满度超过国家规范要求的85%。

第二步

用针孔法灌注KT-CSS耐潮湿低粘度无溶剂环氧建筑结构胶后,然后沿缝填环氧弹性封闭胶或高触变快速聚硫密封胶。

第三步

对裂缝比较集中的顶板背面,采用贴碳素纤维布加固的工艺,按照碳纤维加固的施工规范施工。最后恢复表面色差,基本和周边一致。对边墙水平裂缝和斜向裂缝等结构性裂缝,采取骑缝植筋,或骑缝锚杆,灌注高渗透环氧结构胶,对横向、垂直等裂缝,灌注具有一定延伸率的环氧结构胶。

隧道工程渗漏水检测与治理,隧道渗漏水处理方法有几种

不规则裂缝表面处理示意图 顶板不规则裂缝处理示意图

隧道工程渗漏水检测与治理,隧道渗漏水处理方法有几种

底板不规则裂缝处理示意图 侧墙不规则裂缝处理示意图

隧道工程渗漏水检测与治理,隧道渗漏水处理方法有几种

现浇结构不规则裂缝治理采用获得国家发明专利材料《一种混凝土裂缝填补环氧树脂胶》,该环氧树脂胶具有良好的耐水性、耐腐蚀性,固含量99%,低粘度(接近于水),具备高渗透,固化有韧性(延伸率3%~8%),在潮湿基层可以粘接(湿粘接强度达2.0兆帕),固化后强度达C60以上,经中国工程院周丰峻院士与专家们科技成果评价为:交通隧道渗漏治理所用的材料性能已达到国际领先水平!